Choisir le bon matériau substrat Rogers peut faire ou défaire votre projet RF et micro-ondes. Chez HILPCB, nous fabriquons des PCB substrat Rogers pour des applications allant des stations de base 5G aux systèmes radar automobiles. Notre équipe d'ingénierie a fabriqué des milliers de cartes Rogers et a appris quels matériaux performaient le mieux pour différentes plages de fréquence et exigences de coût.
Ce guide fournit des données de comparaison pratiques pour vous aider à choisir entre RO4003C, RO4350B, RO5880 et autres matériaux Rogers basés sur l'expérience de fabrication réelle et les performances mesurées.
Familles de Matériaux Rogers : Comparaison Performance et Coût
Rogers Corporation propose plusieurs familles de substrats optimisées pour différentes plages de fréquence et applications. Comprendre les différences est essentiel pour une conception rentable.
Série RO4000 (Céramique Hydrocarbure)
La série RO4000 offre le meilleur équilibre entre performance RF et usinabilité :
- RO4003C: Dk=3.38, tan δ=0.0027 @ 10GHz, option la plus rentable
- RO4350B: Dk=3.48, tan δ=0.0037 @ 10GHz, compatible sans plomb
- Usinage compatible avec l'équipement standard FR4 PCB
- Adapté aux fréquences jusqu'à 40GHz
- Coût : 3-4x matériau FR4 standard
Série RO3000 (PTFE Chargé Céramique)
PTFE chargé céramique avancé pour applications exigeantes :
- RO3003: Dk=3.00, tan δ=0.0013 @ 10GHz
- RO3006: Dk=6.15, tan δ=0.0020 @ 10GHz
- Meilleure stabilité dimensionnelle que le PTFE pur
- Plage de fréquence : CC à 77GHz
- Coût : 6-7x matériau FR4 standard
Série RO5000 (PTFE Pur)
Matériaux à plus faible perte pour performance extrême :
- RO5880: Dk=2.20, tan δ=0.0009 @ 10GHz
- RO5870: Dk=2.33, tan δ=0.0012 @ 10GHz
- Insertion loss minimale pour les chemins critiques
- Plage de fréquence : CC à 100GHz+
- Coût : 8-10x matériau FR4 standard
Nos capacités de fabrication de PCB Haute Fréquence supportent toutes les familles de matériaux Rogers avec des procédés spécialisés pour les substrats à base de PTFE.
RO4003C vs RO4350B : Quel Céramique Hydrocarbure Choisir
RO4003C et RO4350B sont tous deux des matériaux de base pour la plupart des applications RF, mais ils présentent des différences importantes.
Comparaison des Spécifications Clés
| Propriété | RO4003C | RO4350B |
|---|---|---|
| Constante Diélectrique @ 10GHz | 3.38 ±0.05 | 3.48 ±0.05 |
| Facteur de Perte @ 10GHz | 0.0027 | 0.0037 |
| Coefficient Thermique (ppm/°C) | 40 | 32 |
| Fréquence Maximale | 40GHz | 35GHz |
| Compatible Sans Plomb | Non | Oui |
| Classement UL 94 | V-0 | V-0 |
| Coût Relatif | 1.0x | 1.2x |
Quand Utiliser RO4003C :
- Plage de fréquence en dessous de 40GHz
- Conceptions sensibles au coût
- Soudure plomb-étain standard acceptable
- Meilleures performances d'insertion loss nécessaires
- Applications : 5G sub-6GHz, WiFi 6E, récepteurs GNSS
Quand Utiliser RO4350B :
- Assemblage sans plomb requis (conformité RoHS)
- Applications automobiles (IATF 16949)
- Dispositifs médicaux (exigences réglementaires)
- Meilleure stabilité thermique nécessaire (-40°C à +125°C)
- Applications : Radar automobile, imagerie médicale, contrôles industriels
Nos capacités PCB Multicouche permettent des empilements hybrides combinant RO4003C ou RO4350B avec des couches FR4 pour l'optimisation des coûts – généralement 30-40 % d'économie sur le coût des matériaux par rapport à une construction tout-Rogers.
RO5880 pour Applications mmWave à Très Faible Perte
Lorsque votre application exige une insertion loss absolument minimale, RO5880 est le choix standard pour les fréquences au-dessus de 40GHz.
Avantages en Performance :
- Plus faible facteur de perte : 0.0009 @ 10GHz (3x meilleur que RO4003C)
- Faible constante diélectrique : 2.20 (traces plus larges = fabrication plus facile)
- Excellente stabilité de phase en température
- Capacité en fréquence : CC à 110GHz
- Idéal pour : Radar automobile 77GHz, liaison dorsale bande E, terminaux satellite
Considérations de Fabrication :
RO5880 est à base de PTFE et nécessite un usinage spécialisé :
- Traitement plasma avant placage (adhésion critique)
- Cycles de laminage plus longs (90-120 minutes vs 60 minutes)
- Paramètres de perçage spécialisés (matériau plus mou)
- Ne peut pas utiliser le perçage laser standard HDI PCB
- Nécessite une manipulation soigneuse (matériau se déforme facilement)
Données d'Insertion Loss Mesurées (Microbande 50Ω, longueur 5cm @ 77GHz) :
- RO4003C: -1.2 dB
- RO3003: -0.7 dB
- RO5880: -0.5 dB
Pour les applications où chaque 0.1dB compte – telles que le radar à réseau phasé ou les terminaux terrestres satellite – l'avantage de performance de RO5880 justifie son coût supérieur.
Nous fabriquons des cartes RO5880 avec des couches de support PCB Haute Conductivité Thermique pour gérer la chaleur dans les sections d'amplificateur de puissance tout en maintenant les performances RF.
Stratégies d'Empilement Hybride pour l'Optimisation des Coûts
Utiliser du matériau Rogers pour la carte entière est souvent inutile et coûteux. Les empilements hybrides combinent des couches Rogers où nécessaire avec des matériaux standards ailleurs.
Exemple Hybride 6 Couches Typique :
- Couche 1 : RO4003C (circuits RF, alimentations d'antenne)
- Couche 2 : Prepreg + âme FR4 (plan de masse)
- Couche 3-4 : Matériau PCB High-Tg (circuits numériques, distribution de puissance)
- Couche 5 : Prepreg + âme FR4 (plan de masse)
- Couche 6 : RO4003C (circuits RF, alimentations d'antenne)
Analyse d'Économie de Coût (carte 100x100mm, qté 100) :
- Tout RO4003C : $285 coût matériau par carte
- Hybride (RO4003C + FR4) : $165 coût matériau par carte
- Économie : 42% avec un impact minimal sur les performances RF (<0.2dB)
Considérations de Conception pour les Hybrides :
- Inadéquation du CTE entre Rogers et FR4 (utiliser un empilement équilibré)
- Transitions de vias entre types de matériaux (ajouter des vias de masse supplémentaires)
- Sélection du prepreg critique (Rogers recommande des types spécifiques)
- Différences de dilatation thermique (considérer la plage de température de fonctionnement)
Notre équipe d'ingénierie fournit une optimisation d'empilement gratuite pour les conceptions hybrides utilisant des combinaisons Rogers + FR4, Rogers + PCB Céramique ou Rogers + PCB à Âme Métallique.
Disponibilité des Matériaux Substrat Rogers et Délais de Livraison
Matériaux en Stock chez HILPCB :
- RO4003C: 0.203mm, 0.305mm, 0.508mm, 0.813mm
- RO4350B: 0.254mm, 0.508mm, 0.762mm
- Délai : 2-3 jours pour commencer la fabrication
Matériaux sur Commande Spéciale :
- RO5880 : Toutes épaisseurs, 7-10 jours d'approvisionnement
- RO3003/RO3006 : 10-14 jours d'approvisionnement
- Combinaisons d'épaisseur personnalisées : 14-21 jours
Pour les projets de prototypage et d'Assemblage Petite Série, nous maintenons un inventaire de la série RO4000 pour permettre un délai d'exécution rapide. Les volumes de production bénéficient de notre tarification d'Assemblage Grande Série et des avantages d'approvisionnement en matériaux.
Contrôle Qualité pour les PCB Substrat Rogers
Chaque carte substrat Rogers que nous fabriquons subit des tests rigoureux :
Vérification du Matériau :
- Certificat de conformité de Rogers Corporation
- Traçabilité du numéro de lot pour aérospatial/automobile
- Mesure de la constante diélectrique (résonateur à fentes)
- Mesure d'épaisseur (±0.025mm tolérance)
Qualité de Fabrication :
- Test d'impédance : Mesure TDR sur coupons de test
- Analyse microsectionnelle : épaisseur de cuivre, qualité des vias
- Précision dimensionnelle des PCB Simple et Double Face
- Vérification de la finition de surface : épaisseur ENIG, pureté de l'or
Qualité d'Assemblage :
- Inspection aux rayons X : Analyse de vide BGA, qualité de remplissage des vias
- AOI : Placement des composants, qualité des joints de soudure
- Test fonctionnel : Validation des performances RF
- Test de traction Assemblage traversant : résistance mécanique
Nous sommes certifiés ISO 9001:2015 et IATF 16949 avec une traçabilité complète des matériaux pour les applications automobiles et aérospatiales nécessitant des substrats Rogers.
Foire Aux Questions – Sélection du Substrat Rogers
Q1 : Puis-je utiliser le matériau Rogers avec du FR4 standard dans le même empilement ?
R : Oui, les empilements hybrides sont courants et rentables. Utilisez Rogers pour les couches RF et FR4 pour les couches numériques/alimentation. Points critiques : adéquation du CTE, sélection appropriée du prepreg et construction équilibrée pour empêcher le voile. Nous fournissons une consultation gratuite de conception d'empilement.
Q2 : Quelle est la quantité minimale de commande pour les PCB substrat Rogers ?
R : Aucune restriction de MOQ. Nous fabriquons des prototypes (1-5 pièces) jusqu'à des volumes de production (10 000+ unités). Le prix évolue avec le volume, mais même de petites quantités sont économiques grâce à notre inventaire de matériaux en stock.
Q3 : Comment calculer l'impédance pour les matériaux Rogers ?
R : Nous fournissons un service gratuit de calcul d'impédance utilisant les données du substrat Rogers. Soumettez vos exigences d'empilement et l'impédance cible – notre équipe d'ingénierie calcule les largeurs de trace et fournit des rapports détaillés sous 24 heures.
Q4 : Les cartes substrat Rogers peuvent-elles être assemblées avec des procédés SMT standard ?
R : Série RO4000 : Oui, les procédés standard fonctionnent avec des profils de refusion modifiés. Série RO5000/PTFE : Nécessite une température de pic plus basse (240°C vs 250°C) et un temps de mouillage étendu. Notre équipe d'assemblage dispose de profils spécifiques à Rogers optimisés pour la fiabilité.
Q5 : Quelle finition de surface fonctionne le mieux avec les substrats Rogers ?
R : ENIG (Nickel Chimique Or Immersion) est préféré pour les applications RF – fournit une excellente soudabilité, capacité de câblage et faible résistance de contact. Argent immersion acceptable pour les conceptions sensibles au coût. HASL non recommandé en raison du stress thermique élevé.